本发明属于钢管轧制
技术领域：
，具体涉及一种沉淀硬化型不锈钢无缝钢管的制备方法。
背景技术：
：无缝不锈钢管简称无缝管。无缝不锈钢管表面粗糙，长度无定尺。无缝不锈钢管主要用于锅炉、中央空调、钢结构、机械加工、管道燃气、消防等设备中。对于沉淀硬化型不锈钢无缝钢管而言，由于其合金含量较高，其高温下的穿孔负荷远高于普通碳锰钢产品，而目前国内现有钢管生产设备的主要生产对象均为普通碳锰或中低合金钢，热轧高合金钢和不锈钢有较大困难。尤其是针对17-4PH等马氏体沉淀硬化型不锈钢无缝钢管，其主要的生产工艺为“热挤压+冷轧”，主要的产品为小口径无缝钢管。一般在圆坯进行热挤压前，需掏通孔，然后采用热挤压，制成与成品钢管相近规格的管坯，最终采用冷轧的方式生产出最终产品。在传统工艺中，由于工序繁杂，工艺流程长等问题，导致生产效率低，生产成本高，而总成材率不到70％。而且17-4PH等马氏体沉淀硬化型不锈钢的合理变形温度区间为1100～1180℃，远低于普通碳锰钢产品的1250℃。因此，马氏体沉淀硬化型不锈钢存在变形困难，穿孔负荷大，变形温度范围窄，易产生缺陷等特点。申请号为“200810039375.3”，发明名称为“马氏体沉淀硬化不锈钢无缝钢管的制备方法”，公开了一种工艺步骤为：管坯→剥皮→落料→加热→热穿孔→冷却→精整→酸洗→润滑→冷轧→脱脂→热处理→矫直→切管→酸洗→检验→包装入库的制备马氏体沉淀硬化不锈钢无缝钢管的方法，该工艺步骤繁琐，工艺流程长，成本高，最终管坯到成品的成材率只能达到51.31％，还是不能满足目前对沉淀硬化型不锈钢无缝钢管高成材率、低成本等要求。因此，针对现有技术的不足，亟需提供一种工艺简单、流程短，成本低，成品成材率高的沉淀硬化型不锈钢无缝钢管的制备方法。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺简单，成本低，产品成材率高的不锈钢无缝钢管的制备方法。一种沉淀硬化型不锈钢无缝钢管的制备方法，包括以下步骤：环形炉加热→穿孔机穿孔→热轧→定径→检验、包装；具体步骤如下：a、环形炉加热：在环形炉内，以150～200℃/h的加热速率将管坯加热到850℃，再以250～300℃/h的加热速率加热到1140～1160℃，保温0.5～1.5h；b、穿孔机穿孔：采用微扩径形式对a步骤加热后的管坯进行穿孔；其中穿孔机的穿孔辊直径为1100～1300mm，穿孔辊长度为900～1100mm；椭圆度≥1.05，辗轧角为-0.1°～-0.3°，顶头300～380mm，顶伸量为200～250mm，转速＜120转/min；穿孔后得到的毛管的外径为290～300mm，内径为260～270mm；c、热轧：采用A-R精密轧管机组对毛管进行轧管，得到热轧管；其中，碾轧角为5°～7°，喂入角为7°～15°，轧制速率为1～1.5m/s；热轧管外径为280～290mm，内径为260～270mm；d、对热轧管进行定径，即得。进一步的，作为更优选的技术方案，上述一种沉淀硬化型不锈钢无缝钢管的制备方法，其中a步骤中环形炉内管坯加热温度为1150℃，保温时间为1h。进一步的，作为更优选的技术方案，上述一种沉淀硬化型不锈钢无缝钢管的制备方法，其中b步骤中穿孔机直径为1200mm，穿孔辊长度为1000mm。进一步的，作为更优选的技术方案，上述一种沉淀硬化型不锈钢无缝钢管的制备方法，其中b步骤中椭圆度为1.08，辗轧角为-0.17°，顶头35mm，顶伸量为243mm，转速为80转/min。进一步的，作为更优选的技术方案，上述一种沉淀硬化型不锈钢无缝钢管的制备方法，其中b步骤中穿孔后得到的毛管的外径为298mm，内径为268mm。进一步的，作为更优选的技术方案，上述一种沉淀硬化型不锈钢无缝钢管的制备方法，其中c步骤中碾轧角为5.5°，喂入角为14°。进一步的，作为更优选的技术方案，上述一种沉淀硬化型不锈钢无缝钢管的制备方法，其中c步骤中轧制速率为1.2m/s。进一步的，作为更优选的技术方案，上述一种沉淀硬化型不锈钢无缝钢管的制备方法，其中c步骤中热轧管外径为288mm，内径为268mm。进一步的，作为更优选的技术方案，上述一种沉淀硬化型不锈钢无缝钢管的制备方法，其中d步骤中采用三辊定径机组进行定径。本发明采用在A-R精密轧管机上，通过“环形炉加热→穿孔机穿孔→热轧→定径”的工艺，实现利用一台A-R精密轧管机组直接生产17-4PH等马氏体沉淀硬化型不锈钢无缝钢管。此工艺可替代目前马氏体沉淀硬化型不锈钢主要生产工艺“热挤压+冷轧”，同时本发明还可将穿孔与轧制负荷更好的进行分摊，保证生产过程可顺利进行；通过参数调整优化，保证产品质量满足用户要求；通过定径机变形量分配，最终控制成品质量，提高了产品的成材率，降低了加工费和加工周期，节约了生产成本。具体实施方式一种沉淀硬化型不锈钢无缝钢管的制备方法，包括以下步骤：环形炉加热→穿孔机穿孔→热轧→定径→检验、包装；具体步骤如下：a、环形炉加热：在环形炉内，以150～200℃/h的加热速率将管坯加热到850℃，再以250～300℃/h的加热速率加热到1140～1160℃，保温0.5～1.5h；采用不同加热速率加热是因为在温度较低时(低于850℃)马氏体不锈钢的导热率不到普通碳钢的1/2，温度传导速度快，如果加热速度过快，易造成外表面温度较高，而内表面温度较低，较大的温差产生极大的膨胀差异，致使坯料表面开裂；而在高温段(高于850℃)时，导热率差异并不明显，可提高加热速率；其中，所述环形炉的半径为4500mm；b、穿孔机穿孔：采用微扩径形式对a步骤加热后的管坯进行穿孔；其中穿孔机的穿孔辊直径为1100～1300mm，穿孔辊长度为900～1100mm；椭圆度≥1.05，辗轧角为-0.1°～-0.3°，顶头300～380mm，顶伸量为200～250mm，转速＜120转/min；穿孔后得到的毛管的外径为290～300mm，内径为260～270mm；本发明采用二辊穿孔机(即菌式穿孔机)进行穿孔；其中，椭圆度＝导距/辊距；椭圆度过小的话，穿孔时的负荷一般会比较高，变形相对较困难，因此本发明优选采用椭圆度≥1.05；另外，通过顶伸量的控制，可以控制顶前压下率，从而一方面影响轧制的负荷，另一方面可以改善生产出来的毛管的内表面质量；c、热轧：采用A-R精密轧管机组(即两辊斜扎机)对毛管进行轧管，得到热轧管；；其中，碾轧角为5°～7°，喂入角为7°～15°，轧制速率为1～1.5m/s；轧制后得到的钢管外径为280～290mm，内径为260～270mm；控制以上参数一方面是降低生产机组的负荷，提高生产稳定性；另一方面是通过参数设置遵循变形理论原理，提高产品的质量；d、对热轧管进行定径，即得。进一步的，作为更优选的技术方案，上述一种沉淀硬化型不锈钢无缝钢管的制备方法，其中a步骤中环形炉内管坯加热温度为1150℃，保温时间为1h。进一步的，作为更优选的技术方案，上述一种沉淀硬化型不锈钢无缝钢管的制备方法，其中b步骤中穿孔机直径为1200mm，穿孔辊长度为1000mm。进一步的，作为更优选的技术方案，上述一种沉淀硬化型不锈钢无缝钢管的制备方法，其中b步骤中椭圆度为1.08，辗轧角为-0.17°，顶头35mm，顶伸量为243mm，转速为80转/min。进一步的，作为更优选的技术方案，上述一种沉淀硬化型不锈钢无缝钢管的制备方法，其中b步骤中穿孔后得到的毛管的外径为298mm，内径为268mm。进一步的，作为更优选的技术方案，上述一种沉淀硬化型不锈钢无缝钢管的制备方法，其中c步骤中碾轧角为5.5°，喂入角为14°。进一步的，作为更优选的技术方案，上述一种沉淀硬化型不锈钢无缝钢管的制备方法，其中c步骤中轧制速率为1.2m/s。进一步的，作为更优选的技术方案，上述一种沉淀硬化型不锈钢无缝钢管的制备方法，其中c步骤中热轧管外径为288mm，内径为268mm。进一步的，作为更优选的技术方案，上述一种沉淀硬化型不锈钢无缝钢管的制备方法，其中d步骤中采用多机架定径，优选采用三辊定径机组进行定径。对于沉淀硬化型不锈钢无缝钢管而言，由于其合金含量较高，其高温下的穿孔负荷远高于普通碳锰钢产品，而目前国内现有钢管生产设备的主要生产对象均为普通碳锰或中低合金钢，热轧高合金钢和不锈钢有较大困难。而17-4PH等马氏体沉淀硬化型不锈钢的合理变形温度区间为1100～1180℃，远低于普通碳锰钢产品的1250℃。针对马氏体沉淀硬化型不锈钢变形困难，穿孔负荷大的特点，变形温度范围窄，易产生缺陷的特点，设计本发明的工艺，主要特点为：(1)穿孔采用微扩径形式穿孔，这样可有效降低穿孔负荷。(2)穿孔时，采用与产品相比，更小的椭圆度和更大的顶伸量，这样可减少钢管缺陷的产生。(3)将主要的变形量，集中在精密轧机工序，集中变形，精准控制。(4)最终通过定径工序，完成成品钢管生产，形成成品。如此设计的优点包括：(1)可将穿孔与轧制负荷更好的进行分摊，保证生产过程可顺利进行；(2)通过参数调整优化，保证产品质量满足用户要求；(3)通过定径机变形量分配，最终控制成品质量；(4)本发明可以缩短工艺流程，采用以热代冷，减少生产工序，提高产品总成材率，降低生产成本。下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。实施例1采用3支Φ280mm、17-4PH扒皮坯料，镗70mm通孔，在159机组穿孔机按如下步骤中设计工艺进行生产；一、环形炉加热：在环形炉内，以150～200℃/h的加热速率将管坯加热到850℃，再以250～300℃/h的加热速率加热到1140～1160℃，保温0.5～1.5h；其中，所述环形炉的半径为4500mm；二、采用二辊穿孔机(即菌式穿孔机)进行穿孔，其中穿孔机的穿孔辊直径为1200mm，穿孔辊长度为1000mm；整个穿孔时长约24s，穿孔生产参数如下表1所示：表1穿孔工艺参数三、在顺利完成穿孔后，将毛管转运至A-R精密轧管机组进行轧制，轧制采用生产参数如下表2所示：表2热轧工艺参数组数芯棒直径/mm碾轧角/°喂入角/°轧制后轧管壁厚/mm轧制速率/m/s12645.514121.22264610131.532646.58141四、采用三辊定径机组进行定径，定径后得到的轧管长度可达到7500mm以上，主要成材率损失为烧损和头尾切头量，头尾切头量约为300mm，采用本发明工艺生产的不锈钢管成材率高达90％以上。当前第1页1 2 3